CN117532644A - 一种三维视觉引导机械手抓取装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，尤其是一种三维视觉引导机械手抓取装置及其控制方法，包括输送带和机械手，还包括：定点组件，所述输送带输送物品向所述定点组件移动，所述定点组件用于识别物品与自身的距离；控制单元，用于在所述定点组件识别物品与自身距离达到设定值时，控制所述输送带暂停输送；环绕扫描组件，用于对物品进行环绕扫描，以识别物品的位置和形状；所述控制单元还用于在所述输送带暂停对物品的输送后，控制所述环绕扫描组件启动以对物品进行扫描识别；此装置通过环绕扫描组件的设置，对物品的停止位置进行识别，使得机械手根据物品的位置信息抓取物品，从而有利于使得机械手对物品的准确性。

Description

一种三维视觉引导机械手抓取装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及机械手领域，尤其涉及一种三维视觉引导机械手抓取装置及其控制方法。

背景技术

随着社会的发展，机械手越来越普遍地用于替代人工劳动。视觉技术作为一种重要的机器人感知方式，模仿人的视觉功能，通过分析三维视觉模组扫描的信息来感知客观的环境，从而实现测量与判断，实现与客观环境交互。对于高精度灵活的作业，必须借助机器智能识别来完成，帮助机械手主动到达三维空间中非固定目标作业点位。研究给机械手添加三维视觉引导功能是十分必要的。

现有技术中通过传送带输送物品时，在通过机械手转运过程中，由于物品的形状存在不同，传送带暂停输送时，物品由于惯性作用而导致停下的位置存在不同，因此使得机械手在对物品进行抓取时，需要根据物品的位置控制机械手变化抓取位置，因此需要对传送带输送暂停的物品进行位置的三维扫描确立。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种三维视觉引导机械手抓取装置及其控制方法。

第一方面，本发明提供一种三维视觉引导机械手抓取装置，包括输送带和机械手，所述机械手用于抓取转移所述输送带输送的物品，还包括：

定点组件，所述输送带输送物品向所述定点组件移动，所述定点组件用于识别物品与自身的距离；

控制单元，用于在所述定点组件识别物品与自身距离达到设定值时，控制所述输送带暂停输送；

环绕扫描组件，用于在暂停输送后对物品进行环绕扫描，以识别物品的位置和形状；

所述控制单元还用于在所述输送带暂停对物品的输送后，控制所述环绕扫描组件启动以对物品进行扫描识别；

工作人员预先输入定点组件识别物品与自身距离的设定值，输送带将物品向定点组件的方向输送，定点组件实时检测物品与自身的距离，在定点组件检测到物品与自身之间的距离达到设定值时，控制单元控制输送带暂停输送，使得物品暂停，随后控制单元控制环绕扫描组件在指定时间间隔后启动，工作人员能够预先输入需要的指定时间间隔，环绕扫描组件启动后对物品进行环绕扫描，从而对物品进行一周的扫描，通过对物品的环绕扫描，从而对物品的停止位置进行识别，并且将识别的物品位置信息输送至控制单元，使得控制单元根据物品的位置信息控制机械手启动，使得机械手根据物品的位置信息抓取物品，从而有利于提高机械手对物品抓取的准确性，从而有利于提高对物品抓取的稳定性，有利于避免机械手由于抓取位置的偏差造成物品掉落从而造成物品受损的情况发生。

优选的，所述环绕扫描组件包括：

视觉摄像头，用于对物品进行形状扫描；

参照刻度板，用于在所述视觉摄像头进行扫描时，在物品的背后提供尺度参考，以扫描确立物品位置；

竖向驱动机构，用于驱动所述视觉摄像头沿竖直方向移动，以调整所述视觉摄像头位置以对物品进行扫描；

环绕驱动机构，用于驱动所述视觉摄像头和所述参照刻度板绕两者中心旋转，以对物品进行环绕扫描；

环绕扫描组件启动时，首先根据视觉摄像头的初步扫描，识别物品的高度，随后根据物品的高度，通过竖向驱动机构控制视觉摄像头沿竖直方向移动，从而调整视觉摄像头的竖向位置，从而有利于使得视觉摄像头位于最佳检测位置，此处的最佳检测位置可由工作人员预先输入控制，例如此处可选择控制为通过竖向驱动机构驱动视觉摄像头沿竖向移动至物品高度的二分之一位置，即物品的中间位置，从而有利于对物品进行整体扫描识别，随后控制单元通过控制环绕驱动机构驱动视觉摄像头和参照刻度板绕两者中心旋转，物品位于参照刻度板与视觉摄像头之间，从而使得视觉摄像头扫描物品时能够根据位于物品背后的参照刻度板得到位置参考，从而有利于视觉摄像头对物品位置的准确识别，视觉摄像头和参照刻度板的同步旋转，使得物品始终保持在两者之间的位置，从而有利于始终保持对物品位置的参照识别，并且通过视觉摄像头的环绕扫描，能够得出物品的各个方向的位置参考，从而有利于得出物品的准确位置，并且通过控制单元能够控制环绕驱动机构的驱动速度，使得环绕驱动机构能够驱动视觉摄像头在旋转过程中，在指定位置进行暂停，从而使得视觉摄像头能够对机械手的惯常抓取位置进行精确扫描，并且能够控制视觉摄像头在相互呈度的四个方向对物品进行精确扫描，有利于提高视觉摄像头对物品位置识别的准确性，从而有利于提高机械手对物品抓取的准确性。

优选的，还包括：

让位组件，用于驱动所述环绕扫描组件整体翻转，以在所述机械手启动抓取时带动所述环绕扫描组件让位；

所述控制单元还用于在所述环绕扫描组件完成扫描后，控制所述让位组件在指定时间后启动；

在机械手对物品进行抓取时，让位组件启动，带动环绕扫描组件翻转远离机械手的抓取范围内，从而有利于避免环绕扫描组件对机械手抓取的干扰，在下一个物品被输送至抓取位置暂停后，控制单元控制让位组件启动，带动环绕扫描组件翻转复位，使得环绕扫描组件能够对物品进行位置扫描确定。

第二方面，本发明提供一种三维视觉引导机械手抓取装置的控制方法，所述控制单元包括控制器，该控制方法包括以下步骤：

所述控制器接收由所述定点组件在识别物品与自身距离达到设定值时生成的定点信息；

所述控制器根据所述定点信息生成输送控制信息和延时控制信息，所述输送控制信息用于控制所述输送带暂停输送，所述延时控制信息用于控制所述环绕扫描组件在设定时间后启动；

所述控制器将所述输送控制信息发送至所述输送带，以控制所述输送带暂停输送；

所述控制器将所述延时控制信息发送至所述环绕扫描组件，以控制所述环绕扫描组件在设定时间后启动对物品进行环绕扫描；

在定点组件识别物品与自身距离达到设定值时，定点组件生成定点信息，并且将定点信息发送至控制器，控制器在接收定点信息后，根据定点信息生成输送控制信息和延时控制信息，随后控制器将输送控制信息发送至输送带，输送带在接收输送控制信息后暂停输送，从而使得物品位置暂停，控制器将延时控制信息发送至环绕扫描组件，使得环绕扫描组件在设定时间后启动，环绕扫描组件启动后对物品位置进行扫描，在机械手抓取完毕后，控制器根据抓取完毕信息控制输送带恢复输送，即机械手抓取完毕后生成抓取完毕信息并且将该信息发送至控制器，控制器根据抓取完毕信息生成恢复控制信息，并且将恢复控制信息发送至输送带以控制输送带恢复输送。

优选的，还包括：

所述控制器接收由所述环绕扫描组件在环绕扫描完成后生成的扫描完成信息；

所述控制器根据所述扫描完成信息生成让位控制信息，所述让位控制信息用于控制所述让位组件启动让位；

所述控制器将所述让位控制信息发送至所述让位组件，以控制所述让位组件启动对所述机械手进行让位；

所述控制器根据所述定点信息生成复位控制信息，所述复位控制信息用于控制所述让位组件启动复位；

所述控制器将所述复位控制信息发送至所述让位组件，以控制所述让位组件启动复位；

环绕扫描组件在扫描完毕后生成扫描完毕信息，并且将扫描完毕信息发送至控制器，控制器接收扫描完毕信息后根据扫描完毕信息生成让位控制信息，随后控制器将让位控制信息发送至让位组件，使得让位组件启动后带动环绕扫描组件对机械手的操作进行让位，在控制器根据定点信息生成输送控制信息的同时根据定点信息生成复位控制信息，随后控制器将复位控制信息发送至让位组件，使得让位组件在接收复位控制信息后启动复位，从而使得让位组件带动环绕扫描组件复位能够对下一个物品进行扫描。

优选的，还包括：

所述控制器接收由所述视觉摄像头在扫描到物品表面凹陷或凸起时生成的不平整信息；

所述控制器根据所述不平整信息生成深度扫描控制信息，所述深度扫描控制信息用于控制所述凹凸点扫描组件启动；

所述控制器将所述深度扫描控制信息发送至所述凹凸点扫描组件，以控制所述凹凸点扫描组件启动对物品表面凹陷或凸起深度进行扫描；

视觉摄像头在扫描到物品表面凹陷或凸起时生成的不平整信息，并且将不平整信息发送至控制器，控制器在接收不平整信息后根据不平整信息生成深度扫描控制信息，随后控制器将深度扫描控制信息发送至凹凸点扫描组件，使得凹凸点扫描组件启动后对物品表面凹陷或凸起处的深度进行识别。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过环绕扫描组件的设置，对物品的停止位置进行识别，并且将识别的物品位置信息输送至控制单元，使得控制单元根据物品的位置信息控制机械手启动，使得机械手根据物品的位置信息抓取物品，从而有利于提高机械手对物品抓取的准确性，从而有利于提高对物品抓取的稳定性，有利于避免机械手由于抓取位置的偏差造成物品掉落从而造成物品受损的情况发生。

2、本发明通过凹凸点扫描组件的设置，对物品表面凹陷或凸起深度进行识别，从而在物品表面机械手常规抓取位置的凹陷或凸起深度超过设定值时，控制机械手更换抓取位置，从而有利于提高机械手对物品抓取的准确性。

3、本发明通过位置调节组件的设置，对物品的位置进行调节，使得物品能够被移动调节至参照刻度板与仪器安装架中心的位置，使得参照刻度板与仪器安装架在环绕过程中，物品能够始终位于参照刻度板与仪器安装架中心的位置，从而有利于始终保持物品在扫描范围内，从而有利于提高对物品扫描的准确性。

附图说明

图1为本发明的控制方法流程示意图。

图2为本发明的装置整体结构示意图。

图3为本发明的图2中A处的放大结构示意图。

图4为本发明的图2中B处的放大结构示意图。

图5为本发明的环绕扫描组件剖面后的结构示意图。

图6为本发明的图5中C处的放大结构示意图。

图7为本发明的图5中D处的放大结构示意图。

图8为本发明的环绕扫描组件的局部结构示意图一。

图9为本发明的图8中E处的放大结构示意图。

图10为本发明的环绕扫描组件的局部结构示意图二。

图中：1、输送带；2、机械手；3、支撑台；4、旋转支架；5、让位驱动电机；6、环绕驱动电机；7、连接架；8、仪器安装架；9、第一滑轨；10、滑台；11、第一丝杆；12、第一齿轮；13、第一电机；14、第二齿轮；15、传送链带；16、参照刻度板；17、第二滑轨；18、第一红外测距仪；19、第二丝杆；20、第二电机；21、第二红外测距仪；22、切换驱动电机；23、切换台；24、平面夹持手；25、凹凸面夹持手；26、环形槽；27、挤压台；28、弹簧；29、压力传感器；30、视觉摄像头；31、内槽；32、条形槽；33、移动台；34、橡胶垫；35、电动推杆。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图2至图10所示的一种三维视觉引导机械手抓取装置，包括输送带1和机械手2，机械手2用于抓取转移输送带1输送的物品，还包括：

定点组件，输送带1输送物品向定点组件移动，定点组件用于识别物品与自身的距离；

控制单元，用于在定点组件识别物品与自身距离达到设定值时，控制输送带1暂停输送；

环绕扫描组件，用于在暂停输送后对物品进行环绕扫描，以识别物品的位置和形状；

控制单元还用于在输送带1暂停对物品的输送后，控制环绕扫描组件启动以对物品进行扫描识别；

现有技术中通过传送带输送物品时，在通过机械手转运过程中，由于物品的形状存在不同，传送带暂停输送时，物品由于惯性作用而导致停下的位置存在不同，因此使得机械手在对物品进行抓取时，需要根据物品的位置控制机械手变化抓取位置，因此需要对传送带输送暂停的物品进行位置的三维扫描确立；

本发明的该实施例可以解决以上问题，具体实施方式如下，工作人员预先输入定点组件识别物品与自身距离的设定值，输送带1将物品向定点组件的方向输送，定点组件实时检测物品与自身的距离，在定点组件检测到物品与自身之间的距离达到设定值时，控制单元控制输送带1暂停输送，使得物品暂停，随后控制单元控制环绕扫描组件在指定时间间隔后启动，工作人员能够预先输入需要的指定时间间隔，环绕扫描组件启动后对物品进行环绕扫描，从而对物品进行一周的扫描，通过对物品的环绕扫描，从而对物品的停止位置进行识别，并且将识别的物品位置信息输送至控制单元，使得控制单元根据物品的位置信息控制机械手2启动，使得机械手2根据物品的位置信息抓取物品，从而有利于提高机械手2对物品抓取的准确性，从而有利于提高对物品抓取的稳定性，有利于避免机械手2由于抓取位置的偏差造成物品掉落从而造成物品受损的情况发生。

作为可选实施例，定点组件包括：

支撑台3，固定于输送带1的输送端部，支撑台3的顶部固定有旋转支架4；

第二红外测距仪21，固定于旋转支架4的侧壁上，用于检测沿输送带1输送的物品与第二红外测距仪21之间的距离；

输送带1输送物品向第二红外测距仪21的方向移动；

支撑台3用于对旋转支架4进行支撑，旋转支架4对第二红外测距仪21进行安装，在输送带1输送物品向第二红外测距仪21的方向移动时，第二红外测距仪21对物品与自身之间的距离进行检测，在检测到物品与自身之间的距离达到设定值时，控制单元控制输送带1暂停输送，从而使得物品能够被输送带1输送至机械手2的抓取范围内，同时处于环绕扫描组件的扫描范围内，从而使得环绕扫描组件能够对物品的位置进行进一步扫描，从而有利于提高机械手2抓取的准确性。

作为可选实施例，控制单元包括控制器。

作为可选实施例，环绕扫描组件包括：

视觉摄像头30，用于对物品进行形状扫描；

参照刻度板16，用于在视觉摄像头30进行扫描时，在物品的背后提供尺度参考，以扫描确立物品位置；

竖向驱动机构，用于驱动视觉摄像头30沿竖直方向移动，以调整视觉摄像头30位置以对物品进行扫描；

环绕驱动机构，用于驱动视觉摄像头30和参照刻度板16绕两者中心旋转，以对物品进行环绕扫描；

环绕扫描组件启动时，首先根据视觉摄像头30的初步扫描，识别物品的高度，随后根据物品的高度，通过竖向驱动机构控制视觉摄像头30沿竖直方向移动，从而调整视觉摄像头30的竖向位置，从而有利于使得视觉摄像头30位于最佳检测位置，此处的最佳检测位置可由工作人员预先输入控制，例如此处可选择控制为通过竖向驱动机构驱动视觉摄像头30沿竖向移动至物品高度的二分之一位置，即物品的中间位置，从而有利于对物品进行整体扫描识别，随后控制单元通过控制环绕驱动机构驱动视觉摄像头30和参照刻度板16绕两者中心旋转，物品位于参照刻度板16与视觉摄像头30之间，从而使得视觉摄像头30扫描物品时能够根据位于物品背后的参照刻度板16得到位置参考，从而有利于视觉摄像头30对物品位置的准确识别，视觉摄像头30和参照刻度板16的同步旋转，使得物品始终保持在两者之间的位置，从而有利于始终保持对物品位置的参照识别，并且通过视觉摄像头30的环绕扫描，能够得出物品的各个方向的位置参考，从而有利于得出物品的准确位置，并且通过控制单元能够控制环绕驱动机构的驱动速度，使得环绕驱动机构能够驱动视觉摄像头30在旋转过程中，在指定位置进行暂停，从而使得视觉摄像头30能够对机械手2的惯常抓取位置进行精确扫描，并且能够控制视觉摄像头30在相互呈90度的四个方向对物品进行精确扫描，有利于提高视觉摄像头30对物品位置识别的准确性，从而有利于提高机械手2对物品抓取的准确性。

作为可选实施例，竖向驱动机构包括：

旋转支架4的底部设置有圆盘形底座；

第一电机13，通过支架固定于圆盘形底座的顶部，第一电机13的输出轴端部固定有第二齿轮14；

仪器安装架8，受到环绕驱动机构的驱动环绕旋转，底部固定于圆盘形底部的顶部，仪器安装架8的侧壁上对称开设有两个第一滑轨9；

两个滑台10，分别滑动连接于两个第一滑轨9的内部；

两个第一丝杆11，转动连接于圆盘形底部的顶部，并且分别与两个滑台10螺纹连接，两个第一丝杆11的底部均固定有第一齿轮12；第一丝杆11沿着第一滑轨9的方向设置；

第二齿轮14与两个第一齿轮12之间通过传送链带15同步传动连接；

视觉摄像头30设置有两个，分别固定安装于两个滑台10的内部；

第一电机13启动后通过输出轴带动第二齿轮14转动，第二齿轮14转动后通过传送链带15带动第一齿轮12转动，第一齿轮12转动后带动第一丝杆11转动，第一丝杆11转动后驱动与之螺纹连接的滑台10沿第一滑轨9滑动，从而使得滑台10在第一滑轨9的内部滑动后，带动视觉摄像头30调节竖向高度，从而有利于将视觉摄像头30调节至适宜高度，从而有利于提高视觉摄像头30对物品识别的准确性。

作为可选实施例，环绕驱动机构包括：

旋转支架4的顶部设置有横向支撑板；

连接架7，转动连接于横向支撑板的底部，连接架7的一端与仪器安装架8的顶部固定连接，连接架7的另一端与参照刻度板16的顶部固定连接；

环绕驱动电机6，固定于横向支撑板的顶部，环绕驱动电机6的输出轴贯穿横向支撑板后与连接架7的中心处固定连接；

环绕驱动电机6启动后通过输出轴带动连接架7转动，连接架7转动后带动两端的仪器安装架8和参照刻度板16绕连接架7的中心处旋转，从而驱动仪器安装架8和参照刻度板16同步环绕，从而有利于对物品进行整周扫描，在输送带1输送物品时，环绕驱动电机6能够驱动仪器安装架8和参照刻度板16转动至连线垂直于输送带1的方向，从而使得物品能够由仪器安装架8和参照刻度板16之间穿过输送至仪器安装架8和参照刻度板16中间位置，并且有利于避免仪器安装架8和参照刻度板16对第二红外测距仪21造成遮挡，影响第二红外测距仪21对物品的距离测定的情况发生，在物品输送停止后，环绕驱动电机6再启动带动仪器安装架8和参照刻度板16旋转进行扫描。

作为可选实施例，还包括：

让位组件，用于驱动环绕扫描组件整体翻转，以在机械手2启动抓取时带动环绕扫描组件让位；

控制单元还用于在环绕扫描组件完成扫描后，控制让位组件在指定时间后启动；

在机械手2对物品进行抓取时，让位组件启动，带动环绕扫描组件翻转远离机械手2的抓取范围内，从而有利于避免环绕扫描组件对机械手2抓取的干扰，在下一个物品被输送至抓取位置暂停后，控制单元控制让位组件启动，带动环绕扫描组件翻转复位，使得环绕扫描组件能够对物品进行位置扫描确定。

作为可选实施例，让位组件包括：

让位驱动电机5，固定于支撑台3的底部，让位驱动电机5的输出轴贯穿支撑台3后与旋转支架4的底部固定连接；

让位驱动电机5启动后能够通过输出轴带动旋转支架4转动，旋转支架4带动连接架7转动，从而带动环绕扫描组件翻转，从而有利于带动环绕扫描组件让位或复位。

作为可选实施例，还包括：

视觉摄像头30还用于根据物品表面光影识别物品表面的凹陷或凸起位置；

凹凸点扫描组件，用于对物品表面的凹陷或凸起位置进行深度扫描；

控制单元还用于在环绕扫描组件完成扫描后，控制凹凸点扫描组件启动；还用于根据凹凸点扫描组件扫描的物品表面凹陷或凸起深度，控制机械手2调整抓取位置；

视觉摄像头30能够对物品的表面进行识别，在识别到物品表面的阴影时，物品表面具有光影深色区域，从而使得视觉摄像头30识别物品表面的凹陷或凸起，此时控制单元控制凹凸点扫描组件对物品表面凹陷或凸起深度进行识别，从而在物品表面机械手2常规抓取位置的凹陷或凸起深度超过设定值时，控制机械手更换抓取位置，从而有利于提高机械手2对物品抓取的准确性。

作为可选实施例，凹凸点扫描组件包括：

第二滑轨17，开设于仪器安装架8的侧壁上；

第一红外测距仪18，滑动安装于第二滑轨17的内部；

第二丝杆19，转动安装于连接架7与圆盘形底座之间，第二丝杆19通过螺纹套与第一红外测距仪18螺纹连接；

第二电机20，固定于圆盘形底座的顶部，第二电机20的输出轴与第二丝杆19固定连接；

第二电机20启动后能够带动第二丝杆19转动，第二丝杆19转动后能够通过螺纹套带动第一红外测距仪18移动，使得第一红外测距仪18沿着第二滑轨17滑动，从而使得第一红外测距仪18的竖向高度能够被调整，从而使得控制单元能够根据视觉摄像头30的初步检测调节第一红外测距仪18的位置，从而有利于提高第一红外测距仪18检测的准确性。

作为可选实施例，还包括：

平面夹持手24，用于抓取表面平整的物品：

凹凸面夹持手25，用于抓取表面具有不规则凹陷或凸起的物品；

夹持手切换机构，用于切换平面夹持手24和凹凸面夹持手25的位置；

控制单元还用于在视觉摄像头30识别出物品表面平整时，控制夹持手切换机构启动调整至平面夹持手24处于工作状态，在凹凸点扫描组件识别处物品表面凹陷或凸起深度超过设定值时，控制夹持手切换机构启动调整至凹凸面夹持手25处于工作状态；

通过根据物品表面的状态，切换选择平面夹持手24和凹凸面夹持手25，从而有利于根据需要抓取的物品状态进行抓取选择，从而有利于提高对物品抓取的准确性。

作为可选实施例，夹持手切换机构包括：

切换驱动电机22，固定于机械手2抓取端侧壁上，切换驱动电机22的输出轴端部固定有切换台23；

平面夹持手24与凹凸面夹持手25分别固定于切换台23的两侧；

在启动切换驱动电机22后，切换驱动电机22通过输出轴带动切换台23转动，切换台23转动带动平面夹持手24与凹凸面夹持手25切换，从而使得在平面夹持手24向下时，机械手2控制平面夹持手24对物品进行抓取，在凹凸面夹持手25向下时，机械手2控制凹凸面夹持手25对物品进行抓取。

作为可选实施例，还包括：

定位启动组件，用于识别指定位置，指定位置为设定的机械手2抓取方向的位置；

控制单元还用于在定位启动组件识别指定位置后，控制凹凸点扫描组件启动以对指定角度的物品表面进行识别；

通过定位启动组件的设置，对指定的位置进行识别，指定的位置能够根据需要进行设定，此处可设置为机械手2抓取时，机械手2的抓手两侧垂直于输送带的输送方向，此时物品朝向机械手2的两侧抓手的两个位置，以及物品朝向输送带的输送方向和背向输送带的输送方向的两个位置，从而在识别指定位置后，通过控制单元控制凹凸点扫描组件启动，从而使得凹凸点扫描组件能够对指定位置进行精确扫描识别，从而有利于对需要的位置详细扫描，从而有利于提高对物品抓取的准确性。

作为可选实施例，定位启动组件包括：

环形槽26，开设于连接架7的顶部，环形槽26的内部固定有挤压台27；

四个弹簧28，通过安装槽固定安装于横向支撑板的底部，四个弹簧28呈圆周阵列设置；

四个压力传感器29，分别固定于四个弹簧28的底部；

连接架7转动时带动环形槽26内部的挤压台27转动，挤压台27转动通过压力传感器29时挤压压力传感器29，使得压力传感器29被挤压后向上压缩弹簧28，从而在挤压力的作用下，使得压力传感器29接收到压力，从而对压力传感器29的位置进行识别，从而在压力传感器29受压后，通过控制单元控制凹凸点扫描组件启动，四个压力传感器29能够相互垂直设置，从而能够通过四个方向的识别增强对物品位置识别的准确性。

作为可选实施例，还包括：

位置调节组件，用于在物品脱离输送带1时移动调整物品的位置；

控制单元还用于根据定点组件反馈的物品位置，控制位置调节组件启动，以带动物品移动调节至视觉摄像头30和参照刻度板16的中心位置处；

输送带1对物品进行输送时，由于物品的质量存在不同，从而使得物品输送暂停后，由于惯性作用前移的距离不同，从而使得物品存在前移脱离参照刻度板16与仪器安装架8中心的位置的情况，通过位置调节组件的设置，能够对物品的位置进行调节，使得物品能够被移动调节至参照刻度板16与仪器安装架8中心的位置，使得参照刻度板16与仪器安装架8在环绕过程中，物品能够始终位于参照刻度板16与仪器安装架8中心的位置，从而有利于始终保持物品在扫描范围内，从而有利于提高对物品扫描的准确性。

作为可选实施例，位置调节组件包括：

内槽31，开设于支撑台3的内部，内槽31的顶部呈线性阵列贯穿开设有多个条形槽32；

内槽31的内部滑动连接有移动台33，移动台33的顶部呈线性阵列固定有多个橡胶垫34，橡胶垫34沿条形槽32伸出；

内槽31的下方固定有电动推杆35，电动推杆35的伸缩杆端部与移动台33的底部通过连接块固定连接；

物品脱离参照刻度板16与仪器安装架8中心的位置时，启动电动推杆35，电动推杆35能够通过伸缩杆推动移动台33移动，移动台33移动后带动橡胶垫34移动，通过线性阵列设置的条形槽32，使得物品在通过条形槽32时不会掉落，橡胶垫34能够在条形槽32的内部移动，在移动过程中，通过摩擦力的作用，带动物品移动，从而带动物品进行位置调节，使得物品能够被调节至参照刻度板16与仪器安装架8中心的位置，从而有利于始终保持物品在扫描范围内，从而有利于提高对物品扫描的准确性。

如图1所示的一种三维视觉引导机械手抓取装置的控制方法，控制单元包括控制器，该控制方法包括以下步骤：

控制器接收由定点组件在识别物品与自身距离达到设定值时生成的定点信息；

控制器根据定点信息生成输送控制信息和延时控制信息，输送控制信息用于控制输送带1暂停输送，延时控制信息用于控制环绕扫描组件在设定时间后启动；

控制器将输送控制信息发送至输送带1，以控制输送带1暂停输送；

控制器将延时控制信息发送至环绕扫描组件，以控制环绕扫描组件在设定时间后启动对物品进行环绕扫描；

在定点组件识别物品与自身距离达到设定值时，定点组件生成定点信息，并且将定点信息发送至控制器，控制器在接收定点信息后，根据定点信息生成输送控制信息和延时控制信息，随后控制器将输送控制信息发送至输送带1，输送带1在接收输送控制信息后暂停输送，从而使得物品位置暂停，控制器将延时控制信息发送至环绕扫描组件，使得环绕扫描组件在设定时间后启动，环绕扫描组件启动后对物品位置进行扫描，在机械手2抓取完毕后，控制器根据抓取完毕信息控制输送带1恢复输送，即机械手2抓取完毕后生成抓取完毕信息并且将该信息发送至控制器，控制器根据抓取完毕信息生成恢复控制信息，并且将恢复控制信息发送至输送带1以控制输送带1恢复输送。

作为可选实施例，还包括：

控制器接收由环绕扫描组件在环绕扫描完成后生成的扫描完成信息；

控制器根据扫描完成信息生成让位控制信息，让位控制信息用于控制让位组件启动让位；

控制器将让位控制信息发送至让位组件，以控制让位组件启动对机械手2进行让位；

控制器根据定点信息生成复位控制信息，复位控制信息用于控制让位组件启动复位；

控制器将复位控制信息发送至让位组件，以控制让位组件启动复位；

环绕扫描组件在扫描完毕后生成扫描完毕信息，并且将扫描完毕信息发送至控制器，控制器接收扫描完毕信息后根据扫描完毕信息生成让位控制信息，随后控制器将让位控制信息发送至让位组件，使得让位组件启动后带动环绕扫描组件对机械手2的操作进行让位，在控制器根据定点信息生成输送控制信息的同时根据定点信息生成复位控制信息，随后控制器将复位控制信息发送至让位组件，使得让位组件在接收复位控制信息后启动复位，从而使得让位组件带动环绕扫描组件复位能够对下一个物品进行扫描。

作为可选实施例，还包括：

控制器接收由视觉摄像头30在扫描到物品表面凹陷或凸起时生成的不平整信息；

控制器根据不平整信息生成深度扫描控制信息，深度扫描控制信息用于控制凹凸点扫描组件启动；

控制器将深度扫描控制信息发送至凹凸点扫描组件，以控制凹凸点扫描组件启动对物品表面凹陷或凸起深度进行扫描；

视觉摄像头30在扫描到物品表面凹陷或凸起时生成的不平整信息，并且将不平整信息发送至控制器，控制器在接收不平整信息后根据不平整信息生成深度扫描控制信息，随后控制器将深度扫描控制信息发送至凹凸点扫描组件，使得凹凸点扫描组件启动后对物品表面凹陷或凸起处的深度进行识别。

本发明工作原理：工作人员预先输入定点组件识别物品与自身距离的设定值，输送带1将物品向定点组件的方向输送，定点组件实时检测物品与自身的距离，在定点组件检测到物品与自身之间的距离达到设定值时，控制单元控制输送带1暂停输送，使得物品暂停，随后控制单元控制环绕扫描组件在指定时间间隔后启动，工作人员能够预先输入需要的指定时间间隔，环绕扫描组件启动后对物品进行环绕扫描，从而对物品进行一周的扫描，通过对物品的环绕扫描，从而对物品的停止位置进行识别，并且将识别的物品位置信息输送至控制单元，使得控制单元根据物品的位置信息控制机械手2启动，使得机械手2根据物品的位置信息抓取物品，从而有利于提高机械手2对物品抓取的准确性，从而有利于提高对物品抓取的稳定性，有利于避免机械手2由于抓取位置的偏差造成物品掉落从而造成物品受损的情况发生。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种三维视觉引导机械手抓取装置，包括输送带（1）和机械手（2），所述机械手（2）用于抓取转移所述输送带（1）输送的物品，其特征在于，还包括：

定点组件，所述输送带（1）输送物品向所述定点组件移动，所述定点组件用于识别物品与自身的距离；

控制单元，用于在所述定点组件识别物品与自身距离达到设定值时，控制所述输送带（1）暂停输送；

环绕扫描组件，用于在暂停输送后对物品进行环绕扫描，以识别物品的位置和形状；

所述控制单元还用于在所述输送带（1）暂停对物品的输送后，控制所述环绕扫描组件启动以对物品进行扫描识别。

2.根据权利要求1所述的一种三维视觉引导机械手抓取装置，其特征在于，所述环绕扫描组件包括：

视觉摄像头（30），用于对物品进行形状扫描；

参照刻度板（16），用于在所述视觉摄像头（30）进行扫描时，在物品的背后提供尺度参考，以扫描确立物品位置；

竖向驱动机构，用于驱动所述视觉摄像头（30）沿竖直方向移动，以调整所述视觉摄像头（30）位置以对物品进行扫描；

环绕驱动机构，用于驱动所述视觉摄像头（30）和所述参照刻度板（16）绕两者中心旋转，以对物品进行环绕扫描。

3.根据权利要求2所述的一种三维视觉引导机械手抓取装置，其特征在于，还包括：

让位组件，用于驱动所述环绕扫描组件整体翻转，以在所述机械手（2）启动抓取时带动所述环绕扫描组件让位；

所述控制单元还用于在所述环绕扫描组件完成扫描后，控制所述让位组件在指定时间后启动。

4.根据权利要求3所述的一种三维视觉引导机械手抓取装置，其特征在于，还包括：

所述视觉摄像头（30）还用于根据物品表面光影识别物品表面的凹陷或凸起位置；

凹凸点扫描组件，用于对物品表面的凹陷或凸起位置进行深度扫描；

所述控制单元还用于在所述环绕扫描组件完成扫描后，控制所述凹凸点扫描组件启动；还用于根据所述凹凸点扫描组件扫描的物品表面凹陷或凸起深度，控制所述机械手（2）调整抓取位置。

5.根据权利要求4所述的一种三维视觉引导机械手抓取装置，其特征在于，还包括：

平面夹持手（24），用于抓取表面平整的物品：

凹凸面夹持手（25），用于抓取表面具有不规则凹陷或凸起的物品；

夹持手切换机构，用于切换所述平面夹持手（24）和所述凹凸面夹持手（25）的位置；

所述控制单元还用于在所述视觉摄像头（30）识别出物品表面平整时，控制所述夹持手切换机构启动调整至所述平面夹持手（24）处于工作状态，在所述凹凸点扫描组件识别处物品表面凹陷或凸起深度超过设定值时，控制所述夹持手切换机构启动调整至所述凹凸面夹持手（25）处于工作状态。

6.根据权利要求4所述的一种三维视觉引导机械手抓取装置，其特征在于，还包括：

定位启动组件，用于识别指定位置，所述指定位置为设定的所述机械手（2）抓取方向的位置；

所述控制单元还用于在所述定位启动组件识别指定位置后，控制所述凹凸点扫描组件启动以对指定角度的物品表面进行识别。

7.根据权利要求4所述的一种三维视觉引导机械手抓取装置，其特征在于，还包括：

位置调节组件，用于在物品脱离所述输送带（1）时移动调整物品的位置；

所述控制单元还用于根据所述定点组件反馈的物品位置，控制所述位置调节组件启动，以带动物品移动调节至所述视觉摄像头（30）和所述参照刻度板（16）的中心位置处。

8.一种三维视觉引导机械手抓取装置的控制方法，适用于权利要求4至权利要求7中任意一项所述的一种三维视觉引导机械手抓取装置，其特征在于，所述控制单元包括控制器，该控制方法包括以下步骤：

所述控制器接收由所述定点组件在识别物品与自身距离达到设定值时生成的定点信息；

所述控制器根据所述定点信息生成输送控制信息和延时控制信息，所述输送控制信息用于控制所述输送带（1）暂停输送，所述延时控制信息用于控制所述环绕扫描组件在设定时间后启动；

所述控制器将所述输送控制信息发送至所述输送带（1），以控制所述输送带（1）暂停输送；

所述控制器将所述延时控制信息发送至所述环绕扫描组件，以控制所述环绕扫描组件在设定时间后启动对物品进行环绕扫描。

9.根据权利要求8所述的一种三维视觉引导机械手抓取装置的控制方法，其特征在于，还包括：

所述控制器接收由所述环绕扫描组件在环绕扫描完成后生成的扫描完成信息；

所述控制器根据所述扫描完成信息生成让位控制信息，所述让位控制信息用于控制所述让位组件启动让位；

所述控制器将所述让位控制信息发送至所述让位组件，以控制所述让位组件启动对所述机械手（2）进行让位；

所述控制器根据所述定点信息生成复位控制信息，所述复位控制信息用于控制所述让位组件启动复位；

所述控制器将所述复位控制信息发送至所述让位组件，以控制所述让位组件启动复位。

10.根据权利要求8所述的一种三维视觉引导机械手抓取装置的控制方法，其特征在于，还包括：

所述控制器接收由所述视觉摄像头（30）在扫描到物品表面凹陷或凸起时生成的不平整信息；

所述控制器根据所述不平整信息生成深度扫描控制信息，所述深度扫描控制信息用于控制所述凹凸点扫描组件启动；

所述控制器将所述深度扫描控制信息发送至所述凹凸点扫描组件，以控制所述凹凸点扫描组件启动对物品表面凹陷或凸起深度进行扫描。